用于太阳能电池生产的微控扩散/氧化系统设计

【摘要】： 太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生的清洁能源,不产生任何的环境污染,随着世界范围内的能源短缺和人们环保意识的增强,太阳能被认为是21世纪最重要的新能源。为此,人们开始研制和开发太阳能电池,近几年国内太阳能电池产业迅猛发展,建立及扩建的太阳能电池生产线已经达到几十条,太阳能电池设备的需求量也很大,若主要依靠进口,不仅费用高,而且相关技术受制于人,因此自主研制开发用于太阳能电池生产线上的关键设备至关重要。 本论文首先阐述了光伏效应和扩散/氧化系统的工艺原理,然后给出了扩散/氧化系统的技术指标和结构组成。本系统主要用于太阳能生产线。系统整机由四大部分构成:扩散炉机箱、净化工作台、气源柜、控制系统。其中:扩散炉机箱包括机架、热交换器、加热炉体、功率调节部件、排毒箱;净化工作台包括机架、送料装置、初高效过滤器、步进电机驱动控制器、控温小盒;气源柜包括机架、气源头和气路小盒。 本论文详细地介绍了加热炉体、送料装置、控制系统的设计过程及工作原理。其中:加热炉体设计为热壁式电阻炉,分三段加热,三点控温;送料装置选用步进电机与丝杠进行传动;炉门密封装置采用闭管工艺;控制系统包括工艺温度控制、气体阀门与流量控制、送料装置的控制。另外本论文还对安全保护与报警系统进行了设计。 本论文所研发的一些关键技术已经在国内的太阳能电池片的生产线上得到了应用,相信在不久的将来我国自主研发的闭管扩散/氧化系统将成为电池片生产线的主力军。 【关键词】：太阳能电池 扩散/氧化设备 炉体 送料装置 炉门密封装置 工艺温度控制
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 论文研究背景8
• 1.2 太阳能电池概述8-14
• 1.2.1 太阳能电池发电原理9-10
• 1.2.2 晶体硅太阳电池的制作过程10-11
• 1.2.3 太阳能电池的应用11-12
• 1.2.4 太阳能电池基本性质12-13
• 1.2.5 太阳能"光—电转换"13
• 1.2.6 太阳能电池分类13-14
• 1.2.7 太阳能电池应用的主要领域14
• 1.3 扩散/氧化系统国内外研究状态14-16
• 第二章 扩散/氧化系统设计的工艺理论依据16-22
• 2.1 光伏效应16-19
• 2.1.1 热平衡态下的P-N 结16-17
• 2.1.2 光照下的P-N 结17-18
• 2.1.3 光照下的P-N 结电流方程18-19
• 2.2 扩散/氧化19-22
• 2.2.1 扩散的工艺原理19-20
• 2.2.2 氧化的工艺原理20-22
• 第三章 扩散/氧化系统主要指标及结构概述22-28
• 3.1 系统设计的技术指标22-23
• 3.2 系统设计的研究目标23
• 3.3 系统设计的主要内容23-24
• 3.4 系统概述及总体结构24-28
• 3.4.1 扩散炉机箱24-25
• 3.4.2 净化工作台25
• 3.4.3 气源柜25-26
• 3.4.4 控制系统26-28
• 第四章 扩散/氧化系统设计28-52
• 4.1 炉体设计28-37
• 4.1.1 炉体尺寸设计28-29
• 4.1.2 功率计算29-33
• 4.1.2 加热器设计33-34
• 4.1.3 设计校核34-37
• 4.2 送料装置设计37-45
• 4.2.1 炉门密封压力计算37-40
• 4.2.2 传动装置设计40-42
• 4.2.3 炉门密封装置设计42-44
• 4.2.4 位置调节装置设计44-45
• 4.3 控制系统设计45-52
• 4.3.1 工艺温度控制46-49
• 4.3.2 气体阀门与流量控制49-50
• 4.3.3 送料装置控制50-52
• 第五章 安全保护52-54
• 5.1 温度保护报警52
• 5.2 气体流量报警52-53
• 5.3 炉体机箱超温报警53
• 5.4 计算机停机保护53
• 5.5 断水保护53
• 5.6 高压空气保护53
• 5.7 风压报警保护53-54
• 第六章 总结与展望54-56
• 参考文献56-58
• 附录58-65
• 致谢65

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